Создание распределенных систем управления на базе ПТК «СУРА»

Введение

Тепловые электрические станции (ТЭС) – это сложный производственный объект, состоящий из множества взаимосвязанных технологических участков и агрегатов, поэтому АСУ ТП ТЭС строится в виде распределенных систем управления.

Распределённая система управления (РСУ) – это комплекс технических и программных решений, характерными чертами которого являются децентрализованная обработка данных, наличие распределенных систем ввода и вывода информации, повышенная отказоустойчивость и единая структура базы данных.

РСУ применяют для управления непрерывными, взаимосвязанными технологическими процессами, крупными электростанциями, нефтеперерабатывающими и металлургическими заводами.
Главной задачей РСУ является поддержание непрерывности управляемого технологического процесса (техпроцесса) в любых проектных условиях эксплуатации. Для этого РСУ должна обладать следующими свойствами:
-    высокая надежность;
-    возможность проведения модернизации и обслуживания системы без остановки технологического процесса;
-    резервирование критичных компонентов системы;
-    минимальное влияние исправности одних узлов на работоспособность других;
-    глубокая диагностика всех компонентов системы;
-    масштабируемость без замены ранее поставленного оборудования;
-    длительный срок службы и комплексная поддержка со стороны производителя.

Для сокращения затрат и количества ошибок на стадиях проектирования, наладки и модернизации систем управления, в РСУ реализуются дополнительные возможности:
-    сквозной инжиниринг и централизованное управление конфигурацией всех компонентов системы;
-    единое представление всей информационной модели (базы данных) системы управления независимо от физического распределения функций по контроллерам;
-    наличие библиотеки функциональных модулей и шаблонов;
-    отказоустойчивая модульная архитектура;
-    поддержка промышленных протоколов передачи данных;

Основными компонентами РСУ являются:
-    система автоматизированного проектирования;
-    контроллеры и устройства ввода-вывода;
-    рабочие станции операторов;
-    архивные сервера;
-    сервера приложения – отчетов, аналитики и т. п.

Распространенной мировой практикой является разработка основных компонентов РСУ силами одной компании. Так гарантируется качество работы и поддержки РСУ в течении всего жизненного цикла АСУ ТП.
Программно-технический комплекс «СУРА» (ПТК «СУРА») разработан в 2017 году специалистами АО «ЭЛАРА», обладающими большим опытом разработки и внедрения систем АСУТП на электростанциях России и стран СНГ.

Компоненты ПТК «СУРА» разрабатываются в Инженерном центре АО «ЭЛАРА»:
-    программируемые контроллеры «Эликонт»;
-    комплекс программного обеспечения, реализующий функции:
o    конфигурирования и диагностики компонентов ПТК;
o    архивирования обрабатываемой информации;
o    автоматизированных рабочих мест оперативного и инженерного персонала, а также экранов коллективного пользования;
o    обмена технологической информацией с другими информационно-управляющими системами предприятия.

Архитектура ПТК «СУРА» обеспечивает возможность создания многоуровневых систем АСУ ТП с сегментированием на отдельные САУ и функционально законченные подсистемы, объединенные общими средствами инжиниринга и представления данных.

АСУ ТП энергоблока на базе ПТК «СУРА»

 ПТК «СУРА» выполняет функции РСУ для всего оборудования энергоблока. Для паросилового энергоблока мощностью 325 МВт под полным управлением ПТК находятся:
-    котлоагрегат;
-    турбоагрегат;
-    турбогенератор;
-    система регенеративного подогрева основного конденсата;
-    блочная обессоливающая установка;
-    конденсатные насосы обессоливающей установки;
-    конденсационные насосы;
-    деаэрационно-питательная установка;
-    группа регенеративных подогревателей высокого давления;
-    система горячего дутья котлоагрегата;
-    маслосистема смазки турбины;
-    маслосистема регулирования турбины;
-    система охлаждения статора генератора;
-    система газового охлаждения генератора;
-    бойлерная установка с основным и пиковым бойлерами;
-    система циркуляционного и технического водоснабжения;
-    распределительные устройства 6 кВ и 0,4 кВ
-    прочее оборудование и системы.

Схема блока для сайта.png

При управлении энергоблоком ПТК «СУРА» обеспечивает:
-    предоставление оперативному персоналу достаточной, достоверной и своевременной информации о протекании технологических процессов, состоянии оборудования и технических средств АСУ ТП;
-    автоматизированное управление технологическим оборудованием в нормальных, переходных, аварийных и специальных режимах работы;
-    оптимальное ведение процесса с целью получения тепловой и электрической энергии заданного качества и количества, снижения вредных выбросов в соответствии с установленными нормативными показателями при наиболее экономичной и надёжной работе оборудования;
-    снижение расхода топлива за счёт оптимального ведения процесса во всех режимах, более качественного автоматического регулирования, возможности использования результатов расчёта ТЭП в управлении технологическими процессами;
-    снижение эксплуатационных затрат и увеличение межремонтного периода за счет уменьшения числа обслуживаемой аппаратуры, минимального времени восстановления;
-    повышение эксплуатационной надёжности и уменьшение аварийности за счёт непрерывной диагностики основного оборудования;
-    уменьшение вероятности неправильных действий оперативного персонала за счёт освобождения его от рутинных операций;
-    улучшение условий труда оперативного персонала.

Задачи, решаемые ПТК «СУРА»:
-    автоматизированный пуск и останов оборудования блока;
-    защита оборудования путем автоматического останова или снижения нагрузки при угрозе аварии;
-    автоматическое поддержание технологических параметров системой авторегулирования;
-    обеспечение оперативного персонала достаточной, достоверной и своевременной информацией о ходе технологического процесса, включая аварийную и предупредительную сигнализацию о состоянии оборудования для ведения оперативного управления;
-    предотвращение ошибочных действий персонала путем своевременной сигнализации и блокировки ошибочных команд управления;
-    сбор, регистрация и обмен технологической информацией со смежными и вышестоящими автоматизированными системами (MES, EAM, ERP, СОТИ АССО и т.п.);
-    ведение архивов всей обрабатываемой информации (архивы технологических параметров, действий оператора, сигнализации и защит);
-    ведение отчетной документации;
-    расчет технико-экономических показателей работы агрегатов и энергоблока;
-    моделирование работы основного оборудования и системы управления.

Особенности ПТК «СУРА», используемые при создании АСУ ТП энергоблоков

OPC UA и интегрированная информационная модель системы:
-    все узлы ПТК «СУРА» (контроллеры, рабочие станции, архивные серверы, коммуникационные шлюзы) работают с абстрактными объектами – марками, доступ к которым обеспечивается механизмами OPC UA, независимо от того, где данная марка создается, измеряется, рассчитывается и т. п.
-    автоматическое создание каналов межконтроллерного обмена данными обеспечивает простоту реализации алгоритмов управления несколькими агрегатами;
-    заложенные в OPC UA меры информационной безопасности, обеспечивают высокий уровень защиты передаваемых и обрабатываемых данных.
Отказоустойчивость:
-    в ПТК реализованы несколько вариантов резервирования, в том числе: резервирование модулей ввода-вывода и контроллеров, серверов и рабочих станций, сетевых путей;
-    Связь между операторскими рабочими станциями и управляющими контроллерами построена по принципу «издатель-подписчик» без использования промежуточных серверов сбора данных;
-    Развитая система диагностики и уровней отказов в контроллерах позволяет системе надежно функционировать даже при наличии отказов отдельных компонентов.

Многофункциональный верхний уровень:
-    низкие системные требования к рабочим станциям позволяют использовать встраиваемые ПК без движущихся частей (вентиляторов, HDD), обеспечивают низкую стоимость эксплуатации и уменьшают требования к системе электроснабжения;
-    функциональность подключенных проектов для интеграции локальных САУ обеспечивает прозрачный доступ к данным ЛСАУ с АРМ верхнего уровня при сохранении возможности автономной работы САУ;
-    распределенная система архивных станций позволяет разделить архивируемые данные по нескольким независимым серверам в соответствии со структурой объекта управления;
-    разделение операторских станций на станции непосредственного управления и станции, подключенные через прокси-сервер, а также станции без возможности управления позволяют сократить нагрузку на сетевую инфраструктуру при сохранении требований к надёжности системы.

Интегрированный сервер моделирования позволяет:
-    отрабатывать сложные технологические операции, такие как пуск и останов агрегатов и блока в целом из различных состояний;
-    проверять правильность реализации логики блокировок и защит;
-    анализировать возможные варианты модернизации технологического процесса с точки зрения вопросов управления;
-    оптимизировать технико-экономические показатели работы блока;

Локализация
ПТК «СУРА» является уникальным отечественным решением, обладающим полным набором современных функций, требуемых от РСУ, и соответствующим критериям по локализации постановления Правительства Российской Федерации от 17 июля 2015 года № 719.

Контакты

АО «ЭЛАРА»

428017, Россия, Чувашская Республика, г. Чебоксары, Московский пр., д. 40.
Тел.: +7 (8352) 45-10-48 Факс: +7 (8352) 22-14-03
E-mail: elara@elara.ru
www.elara.ru

Инженерный центр АО «ЭЛАРА» в г. Москве

127055, г. Москва, ул. Образцова, д. 7.
Тел.: +7 (499) 951-08-45
E-mail: inc@msk.elara.ru
www.ptk-sura.ru